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DE102011087005A1 - Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums - Google Patents

Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums Download PDF

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DE102011087005A1
DE102011087005A1 DE201110087005 DE102011087005A DE102011087005A1 DE 102011087005 A1 DE102011087005 A1 DE 102011087005A1 DE 201110087005 DE201110087005 DE 201110087005 DE 102011087005 A DE102011087005 A DE 102011087005A DE 102011087005 A1 DE102011087005 A1 DE 102011087005A1
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DE
Germany
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valve
valve needle
needle
medium
sleeve
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Withdrawn
Application number
DE201110087005
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English (en)
Inventor
Thomas Sebastian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to RU2014125300A priority patent/RU2626178C2/ru
Priority to KR1020147013866A priority patent/KR20140092848A/ko
Priority to JP2014542741A priority patent/JP5951037B2/ja
Priority to EP12772099.3A priority patent/EP2786010B1/de
Priority to US14/359,626 priority patent/US9822750B2/en
Priority to PCT/EP2012/069565 priority patent/WO2013075876A1/de
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Abstract

Es wird ein Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums, insbesondere eines Fluids, angegeben, das eine im Fluidstrom angeordnete, von einem Ventilsitz (12) umschlossene Zumessöffnung (11), eine die Zumessöffnung (11) steuernde Ventilnadel (13) mit einem mit dem Ventilsitz (12) zum Schließen und Freigeben der Zumessöffnung (11) zusammenwirkenden Schließkopf (131), einen zum Freigeben der Zumessöffnung (11) auf die Ventilnadel (13) wirkenden, piezoelektrischen Aktor (14) und ein zum Schließen der Zumessöffnung (11) an der Ventilnadel (13) angreifendes, federelastisches Rückstellelement (15) aufweist. Zur Minimierung des erforderlichen Hubs des piezoelektrischen Aktors (14) bei gefordertem Hub des Schließkopfs (131) der Ventilnadel (13) liegt der ventilnadelseitige Angriffspunkt (18) des Rückstellelements (15) an oder nahe an dem den Schließkopf (131) tragenden Ende der Ventilnadel (13).

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums, insbesondere eines Fluids, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein bekanntes, vorzugsweise als Kraftstoff-Einspritzventil eingesetztes Ventil dieser Art ( DE 10 2009 026 532 A1 ) weist ein Ventilgehäuse, eine nach außen öffnende Ventilnadel mit Schließkopf sowie zur Ventilnadelbestätigung einen auf die Ventilnadel wirkenden piezoelektrischen Aktor und ein an der Ventilnadel angreifendes Rückstellelement auf. Zum dosierten Abspritzen von Kraftstoff ist eine im Kraftstoffstrom angeordnete Zumessöffnung von einem Ventilsitz umgeben, der zum Freigeben und Verschließen der Zumessöffnung mit dem Schließkopf zusammenwirkt. Der piezoelektrische Aktor liegt kraftschlüssig an dem schließkopffernen Ende der Ventilnadel an, und der Angriffspunkt des Rückstellelements liegt nahe dem schließkopffernen Ende der Ventilnadel. Der piezoelektrische Aktor weist einen Piezomodul aus einer Vielzahl von aneinanderliegenden, piezoelektrischen Elementen, einen sog. Piezostack, auf, der zwischen einem Abschlusskörper und einer Abschlussplatte mittels eines als Feder ausgebildeten Hohlkörpers eingespannt ist. Das Rückstellelement ist eine Schaubendruckfeder, die konzentrisch zur Ventilnadel angeordnet ist und sich einerseits an einem Federteller, der an dem den Aktor zugekehrten Ende der Ventilnadel befestigt ist, und andererseits ventilgehäuseseitig abstützt. Bei Bestromung des piezoelektrischen Aktors längt sich der Aktor und verschiebt die Ventilnadel gegen die Kraft der Rückstellfeder, so dass der Schließkopf vom Ventilsitz abhebt und die Zumessöffnung freigibt. Nach Wegfall der Bestromung presst die an der Ventilnadel angreifende Schraubendruckfeder den Schließkopf auf den Ventilsitz auf, so dass die Zumessöffnung geschlossen ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Verlegung des Angriffspunkts des Rückstellelements dicht an den Schließkopf der bei Ventilnadelbetätigung für einen eingeforderten Hub des Schließkopfs notwendige Hub des piezoelektrischen Aktors kleiner bemessen werden kann. Da der Hub des piezoelektrischen Aktors wesentlich durch das Volumen des Piezostack als fertigungstechnisch teuerstes Teil des Aktors bestimmt ist, verkleinert sich mit der Hubreduzierung das Volumen des Piezostack und damit die Fertigungskosten für Aktor und Ventil.
  • Die Reduzierung des erforderlichen Aktorhubs bei unverändertem Hub des Schließkopfs zum Öffnen und Schließen der Zumessöffnung wird dadurch erzielt, dass infolge der Verlegung des Angriffspunkts des Rückstellelements an oder so dicht an den Schließkopf, wie dies nach den baulichen Gegebenheiten möglich ist, ein auf die Ventilnadel zurückgehender Hubverlust beim Schließen der Zumessöffnung kleiner wird. Dieser Hubverlust entsteht infolge elastischer Längung der Ventilnadel im Schließzustand des Ventils, die abhängig ist von der Rückstell- oder Schließkraft des Rückstellelements, der effektiven Länge der Ventilnadel zwischen Schließkopf und Angriffspunkt der Schließkraft, der Querschnittsfläche und des E-Moduls der Ventilnadel. Dadurch, dass durch die Angriffspunktverlegung die effektive Länge der Ventilnadel deutlich kleiner wird, wird der Hubverlust der Ventilnadel kleiner und somit auch der vom Aktor zusätzlich zum geforderten Hub des Schließkopfs aufzubringende Hub.
  • Durch die in den weiten Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Verlegung des ventilnadelseitigen Angriffspunkts des Rückstellelements dadurch erreicht, dass das Rückstellelement eine Hülse sowie eine auf die Hülse mit zum Aktor gerichteter Druckkraft wirkende Druckfeder aufweist. Die Hülse weist einen Hülsenschaft und einen vom Hülsenschaft radial abstehenden Flansch auf, ist konzentrisch zur Ventilnadel angeordnet und mit ihrem dem Schließkopf zugewandten Ende im Angriffspunkt des Rückstellelements fest mit der Ventilnadel verbunden. Eine sich beim Schließen des Ventils ergebende Dehnung der Hülse geht nicht in die Wirkkette des Aktors ein und führt zu keinerlei Hubverlust durch die Ventilnadel. Die Hülse kann kostengünstig als Tiefzieh- oder Drehteil hergestellt werden, und als Druckfeder wird eine konzentrisch zum Hülsenschaft angeordnete Schraubendruckfeder eingesetzt, die sich am Flansch und ventilfest abstützt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Hülsenschaft einen durchmesserkleineren und einen durchmessergrößeren Schaftabschnitt auf. Der durchmesserkleinere Schaftabschnitt ist auf die Ventilnadel weitgehend formschlüssig aufgeschoben und an seinem freien Stirnende im ventilnadelseitigen Angriffspunkt des Rückstellelements nahe des Schließkopfs mit der Ventilnadel verschweißt. Der Flansch ist am freien Ende des durchmessergrößeren Schaftabschnitts an diesen einstückig angeformt. Durch diese konstruktive Ausführung des Rückstellelements wird eine kompakte, bauraumsparende Bauweise erzielt. Ventilnadel und Schließkopf sind einstückig ausgebildet, und der Aktor liegt unmittelbar am schließkopffernen Ende der Ventilnadel an.
  • Gemäß einer ebenso vorteilhaften alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Verlegung des ventilnadelseitigen Angriffspunkts des Rückstellelements dadurch erzielt, dass das Rückstellelement ein Wellbalg ist, der mit einem Balgende im ventilnadelseitigen Angriffspunkt des Rückstellelements an oder nahe dem Schließkopf auf der Ventilnadel befestigt ist, einen eine Wirkverbindung zwischen der Ventilnadel und dem in einem mediumdicht abgeschlossenen Ventilraum angeordneten Aktor herstellenden Stößel umgibt und mit dem anderen Balgende eine für die Durchführung des Stößels zum Aktor vorhandene Zentralöffnung des Ventilraums mediumdicht umschließt. Der an sich bekannte, zur Abdichtung des den Aktor aufnehmenden, mediumdichten Ventilraums eingesetzte Wellbalg erhält damit eine zusätzliche Funktion, nämlich die des Rückstellelements für die Ventilnadel, um den Schließkopf auf den Ventilsitz aufzupressen. Auf diese Weise wird dasselbe Bauteil für Abdichtung und Rückstellung der Ventilnadel verwendet und somit ein Bauteil eingespart. Durch die Einführung des mit der Ventilnadel fluchtenden Stößels, der an dem in den Wellbalg hineinragenden Ende der Ventilnadel und am Aktor jeweils kraftschlüssig anliegt, wird trotz der axialen Steifigkeit des Wellbalgs eine genaue Krafteinstellung möglich. Die Länge des Stößels wird zugepaart, so dass im verbauten Zustand der Wellbalg die gewünschte Rückstell- oder Schließkraft aufweist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt der Stößel an Aktor und schließkopffernem Ende der Ventilnadel jeweils kraftschlüssig an, wobei die Anlageflächen zwischen Stößel und Ventilnadel einerseits und Stößel und Aktor andererseits als kardanische Lager ausgebildet sind. Durch die kardanische Lagerung des Stößels ist eine querkraftfreie Betätigung der Ventilnadel gewährleistet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Ventils zum Zumessen eines Fluids,
  • 2 eine gleiche Darstellung wie in 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Das in 1 im Längsschnitt dargestellte Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums, insbesondere eines Fluids, wird beispielsweise als Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine eingesetzt. 1 zeigt dabei den Längsschnitt des einspritzseitigen Endes des Einspritzventils, wobei das komplette Ventil beispielsweise in DE 10 2009 026 532 A1 dargestellt und beschrieben ist.
  • Als Hauptkomponenten weist das Ventil eine im Fluidstrom angeordnete Zumessöffnung 11, die von einem Ventilsitz 12 umschlossen ist, eine die Zumessöffnung 11 steuernde Ventilnadel 13, die einen mit dem Ventilsitz 12 zum Schließen und Freigeben der Zumessöffnung 11 zusammenwirkenden, vorzugsweise mit der Ventilnadel 13 einstückig ausgeführten Schließkopf 131 trägt, einen auf die Ventilnadel 13 wirkenden piezoelektrischen Aktor 14 zum Freigeben der Zumessöffnung 11 und ein an der Ventilnadel 13 angreifendes federelastisches Rückstellelement 15 zum Schließen der Zumessöffnung 11 auf. Der piezoelektrische Aktor 14, der in 1 nur abschnittweise dargestellt ist, besitzt in bekannter Weise einen elektrisch ansteuerbaren Piezomodul oder Piezostack, der mittels eines als Feder ausgebildeten Hohlkörpers 16 zwischen einer Abschlussplatte 17 und einem Abschlusskörper eingespannt ist (vgl. hierzu auch DE 10 2009 026 532 A1 ).
  • Die Kosten des Einspritzventils werden im wesentlichen durch den Piezostack bestimmt, wobei der für die Ventilbetätigung erforderliche Hub des piezoelektrischen Aktors 14 das Volumen des Piezostack bestimmt, das seinerseits durch die Verwendung von Edelmetallen für die Elektroden die Kosten des piezoelektrischen Aktors 14 wesentlich beeinflusst. Neben dem für die definierte Ventilöffnung geforderten Hub des Schließkopfs 131 muss der piezoelektrische Aktor 14 eine zusätzlichen Hub erbringen, um einen sog. Hubverlust der Ventilnadel 13 zu kompensieren. Dieser Hubverlust Δl der Ventilnadel 13, der durch eine Längung der Ventilnadel 13 im Schließzustand des Ventils infolge der auf die Ventilnadel 13 wirkenden Schließ- oder Rückstellkraft des Rückstellelements 15 verursacht ist, ist abhängig von der Schließkraft F des Rückstellelements 15, der effektiven Länge leff der Ventilnadel 13 zwischen dem Schließkopf 131, genauer gesagt der auf den Ventilsitz 12 aufschlagenden Fläche des Schließkopfs 131, und dem Angriffspunkt des Rückstellelements 15 an der Ventilnadel 13, dem E-Modul E und dem Querschnitt A der Ventilnadel 13 gemäß
    Figure 00050001
  • Um den Hubverlust Δl zu minimieren und damit den erforderlichen Hub des piezoelektrischen Aktors 14 zu verkleinern und somit eine deutliche Kostenreduzierung zu erreichen, liegt – wie aus 1 ersichtlich ist – der ventilnadelseitige Angriffspunkt 18 des Rückstellelements 15 am oder möglichst nahe an dem den Schließkopf 131 tragenden Ende der Ventilnadel 13. Als „möglichst nahe“ wird „so nahe wie durch die baulichen Gegebenheiten im Ventil möglich“ verstanden.
  • Um dies zu realisieren weist im Ausführungsbeispiel der 1 das Rückstellelement 15 eine Hülse 19 sowie eine auf die Hülse 19 mit einer zum piezoelektrischen Aktor 14 gerichteten Druckkraft wirkende Druckfeder 20 auf. Die Hülse 19 besitze einen Hülsenschaft 191 und einen vom Hülsenschaft 191 radial abstehenden Flansch 192. Die Hülse 19 ist konzentrisch zur Ventilnadel 13 angeordnet und mit ihrem flanschfernen Ende im Angriffspunkt 18 des Rückstellelements 15 fest mit der Ventilnadel 13 verbunden. Der Hülsenschaft 191 weist einen endseitig den Flansch 192 tragenden durchmessergrößeren Schaftabschnitt 191a und einen durchmesserkleineren Schaftabschnitt 191b auf, der auf die Ventilnadel 13 aufgeschoben ist, formschlüssig auf dieser aufliegt und an seinem flanschfernen, freien Stirnende mit der Ventilnadel 13 verschweißt ist, was in 1 durch die Schweißnaht 21 angedeutet ist. Die Druckfeder 20 ist vorzugsweise eine konzentrisch zum Hülsenschaft 191 angeordnete Schraubendruckfeder, die sich ventilfest und am Flansch 192 abstützt.
  • Die vorstehend beschriebenen Komponenten des Ventils sind in einem Ventilgehäuse 22 und einem im Ventilgehäuse 22 festgelegten, aus diesem herausragenden Düsenkörper 23 integriert. Der im Ausführungsbeispiel der 1 zweiteilig ausgeführte Düsenkörper 23 weist einen hohlzylindrischen Ventileinsatz 24, der mit dem Ventilgehäuse 22 verschweißt ist, und einen an das ventilgehäuseferne Ende des Ventileinsatzes 24 angeschweißten Ventilsitzträger 25 auf, an dem Ventilsitz 12 und Zumessöffnung 11 ausgebildet sind. Die Ventilnadel 13 ist mit zwei voneinander beabstandeten Gleitkränzen 26, 27 im hohlen Innern des Ventilsitzträgers 25 geführt und durch die Schließkraft der Druckfeder 20 mit ihrem nach außen öffnenden Schließkopf 131 auf den Ventilsitz 12 aufgepresst, wobei die als Schraubendruckfeder ausgebildete Druckfeder 20 sich zwischen dem Flansch 192 der Hülse 19 und einer im Ventilgehäuse 22 ausgebildeten Radialschulter 28 abstützt. Alternativ oder zusätzlich kann der ventilfeste Abstützpunkt der Druckfeder 20 auch an dem Düsenkörper 23, und hier am Ventileinsatz 24, liegen.
  • Der nicht kraftstoffresistente piezoelektrische Aktor 14 ist in einem gegen das Medium abgedichteten Ventilraum 29 angeordnet. Die Ventilnadel 13 ist durch eine Zentralöffnung 30 in den Ventilraum 29 bis hin zum piezoelektrischen Aktor 14 hineingeführt und liegt unter der Wirkung der Druckfeder 20 kraftschlüssig an der Abschlussplatte 17 des piezoelektrischen Aktors 14 an. Vorzugsweise ist die Anlage des schließkopffernen Endes der Ventilnadel 13 an der Abschlussplatte 17 als kardanisches Lager ausgebildet. Zur Abdichtung der Zentralöffnung 30 für die Durchführung der Ventilnadel 13 ist ein im durchmessergrößeren Schaftabschnitt 191a der Flanschhülse 19 die Ventilnadel 13 umschließender Wellbalg 34 vorgesehen, der mit einem Balgende auf der Ventilnadel 13 mediumdicht befestigt ist und mit dem anderen Balgende die Zentralöffnung 30 mediumdicht umschließt. Wie aus 1 ersichtlich ist, wird der mediumdichte Ventilraum 29 von einem im Ventilgehäuse 22 festgelegten Rohr 31 gebildet, dessen dem Düsenkörper 23 zugekehrtes Rohrende von einem in das Rohrende eingesetzten Endstück 32 mediumdicht abgeschlossen ist. Zur Realisierung der Zentralöffnung 30 für den Ventilraum 29 weist das Endstück 32 ein Zentralloch 33 auf, in die eine Gleitmuffe 35 mediumdicht und unverschieblich eingesetzt ist, in der die Ventilnadel 13 gleitet. Das andere Balgende des Wellbalgs 34 ist auf der Gleitmuffe 35 befestigt. Die Befestigung des Wellbalgs 34 auf der Gleitmuffe 35 ist in 1 durch eine Schweißnaht 36, die Befestigung der Gleitmuffe 35 im Endstück 32 durch die Schweißnaht 37 und die Befestigung des Endstücks 32 im Rohr 31 durch die Schweißnaht 38 angedeutet. Die Verbindung von Ventilgehäuse 22 und Ventileinsatz 24 ist durch die Schweißnaht 39 und die Verbindung von Ventileinsatz 24 und Ventilsitzträger 25 durch die Schweißnaht 40 dargestellt. Das Medium, also das Fluid oder der Kraftstoff, strömt von einem durch Pfeil 41 symbolisch angedeuteten Zufluss durch einen zwischen Rohr 31 und Ventilgehäuse 22 vorhandenen Ringspalt 43 und tritt über im Rohr 31 außerhalb des gegen das Medium abgedichteten Ventilraums 29 angeordnete Radialbohrungen 42 in den Düsenkörper 23 ein, um unter Systemdruck am Schließkopf 131 anzustehen.
  • Das in 2 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Ventil stimmt weitgehend mit dem zuvor beschriebenen Ventil überein, so dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dieses Ventil ist gegenüber dem zuvor beschriebenen Ventil gemäß 1 insoweit modifiziert, als dass das aus Flansch, Hülse und Druckfeder bestehende Rückstellelement entfallen ist und als Rückstellelement 15 der Wellbalg 34 herangezogen ist, der zur Abdichtung des Zugangs zu dem den piezoelektrischen Aktor 14 aufnehmenden, gegen das Medium abgedichteten Ventilraum 29 eingesetzt ist. Der metallische Wellbalg 34 ist mit dem einen Balgende im Angriffspunkt 18 des Rückstellelements 15 auf der Ventilnadel 13 mediumdicht befestigt und umschließt mediumdicht mit seinem anderen Balgende die für den Zugang zum piezoelektrischen Aktor 14 vorgehaltene Zentralöffnung 30 des Ventilraums 29, so dass er auch hier neben seiner Rückstellfunktion für den Schließkopf 131 seine Abdichtfunktion beibehält. Die Wirkverbindung zwischen der Ventilnadel 13 und dem piezoelektrischen Aktor 14 ist durch einen Stößel 44 hergestellt, der im Innern des Wellbalgs 34 angeordnet ist und sich einerseits an dem in den Wellbalg 34 hineinragenden Ende der Ventilnadel 13 und andererseits an der Abschlussplatte 17 des piezoelektrischen Aktors 14 jeweils kraftschlüssig abstützt. Beide Abstützstellen sind vorzugsweise als kardanische Lagerungen ausgeführt, um einen querkraftfreien Betrieb der Ventilnadel 13 zu erzielen. Der Stößel 44 ist auf Länge zugepaart, so dass sich im verbauten Zustand die gewünschte Schließ- oder Rückstellkraft des federelastischen Wellbalgs 34 an der Ventilnadel 13 einstellt.
  • Wie bei dem Ventil gemäß 1 ist der den piezoelektrischen Aktor 14 aufnehmende Ventilraum 29 mittels eines im Ventilgehäuse 22 festgelegten Rohrs 31 gebildet, dessen dem Düsenkörper 23 zugekehrtes Rohrende von dem in das Rohrende eingesetzten, das Zentralloch 33 aufweisenden Endstück 32 mediumdicht abgeschlossen ist. Anders als bei dem Ventil gemäß 1 ist das Endstück 32 kein separates Bauteil, sondern einstückig an den Ventileinsatz 24’ des Düsenkörpers 23 angeformt. Die mediumdichte Verbindung zwischen Rohr 31 und Endstück 32 ist wiederum durch die Schweißnaht 38 hergestellt. In das Zentralloch 33 des Endstücks 32 ist wiederum eine Gleitmuffe 35 eingesetzt, die mittels der Schweißnaht 37 fest mit dem Endstück 32 verbunden ist. Das die Zentralöffnung 30 mediumdicht abschließende Ende des Wellbalgs 34 ist auf der Gleitmuffe 35 mittels der Schweißnaht 36 mediumdicht festgelegt, und der Stößel 43 ist axial verschieblich in der Gleitmuffe 35 aufgenommen. Der Mediumstrom im Ventilgehäuse 22 führt von dem durch Pfeil 41 angedeuteten Mediumzufluss über den zwischen Ventilgehäuse 22 und Rohr 31 vorhandenen Ringspalt 43 und über Radialbohrungen 46 im Ventileinsatz 24’ des Düsenkörpers 23 zu Ventilnadel 13 und Schließkopf 131.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009026532 A1 [0002, 0013, 0014]

Claims (13)

  1. Ventil zum Zumessen eines strömenden Mediums, insbesondere eines Fluids, mit einer im Fluidstrom angeordneten, von einem Ventilsitz (12) umschlossenen Zumessöffnung (11), mit einer die Zumessöffnung (11) steuernden Ventilnadel (13), die einen mit dem Ventilsitz (12) zum Schließen und Freigeben der Zumessöffnung (11) zusammenwirkenden Schließkopf (131) aufweist, mit einem zum Freigeben der Zumessöffnung (11) auf die Ventilnadel (13) wirkenden piezoelektrischen Aktor (14) und mit einem zum Schließen der Zumessöffnung (11) an der Ventilnadel (13) angreifenden federelastischen Rückstellelement (15), dadurch gekennzeichnet, dass der ventilnadelseitige Angriffspunkt (18) des Rückstellelements (15) an oder nahe an dem den Schließkopf (131) tragenden Ende der Ventilnadel (13) liegt.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (15) eine Hülse (19) sowie eine auf die Hülse (19) mit zum Aktor (14) gerichteter Druckkraft wirkende Druckfeder (20) aufweist und dass die Hülse (19) konzentrisch zur Ventilnadel (13) angeordnet und mit ihrem dem Schließkopf (131) zugekehrten Ende im Angriffspunkt des Rückstellelements (15) fest mit der Ventilnadel (13) verbunden ist.
  3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (19) einen Hülsenschaft (191) und einen vom Hülsenschaft (191) radial abstehenden Flansch (192) aufweist und dass die Druckfeder (20) eine Schraubendruckfeder ist, die konzentrisch zum Hülsenschaft (191) angeordnet ist und sich am Flansch (192) abstützt.
  4. Ventil nach Anspruche 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenschaft (191) einen durchmesserkleineren und einen durchmessergrößeren Schaftabschnitt (191b, 191a) aufweist, dass der durchmesserkleinere Schaftabschnitt (191b) auf der Ventilnadel (13) aufliegt und an seinem freien Stirnende mit der Ventilnadel (13) verschweißt ist und dass am freien Ende des durchmessergrößeren Schaftabschnitts (191a) der Flansch (192) einstückig ausgeformt ist.
  5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilnadel (13) und Schließkopf (131) einstückig ausgebildet sind und der piezoelektrische Aktor (14) an dem schließkopffernen Ende der Ventilnadel (13) kraftschlüssig anliegt.
  6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilsitz (12) und Zumessöffnung (11) an einem Düsenkörper (23) ausgebildet sind, der in einem Ventilnadel (13), Aktor (14) und Rückstellelement (15) aufnehmenden Ventilgehäuse (22) befestigt ist, und dass die am Flansch (192) sich abstützende Druckfeder (20) sich weiterhin am Düsenkörper (23) und/oder an einer im Ventilgehäuse (22) ausgebildeten Radialschulter (28) abstützt.
  7. Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (14) in einem gegen das Medium abgedichteten Ventilraum (29) angeordnet ist, die Ventilnadel (13) durch eine Zentralöffnung (30) in den Ventilraum (29) hineingeführt ist und ein einen Abschnitt der Ventilnadel (13) umschließender Wellbalg (34) mit einem Balgende auf der Ventilnadel (13) mediumdicht befestigt ist und mit dem anderen Balgende die Zentralöffnung (30) zum Ventilraum (29) mediumdicht umschließt.
  8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilraum (29) von einem im Ventilgehäuse (22) festgelegten Rohr (31) gebildet ist, dessen den Düsenkörper (23) zugekehrtes Rohrende von einem in das Rohrende eingesetzten, ein Zentralloch (33) aufweisenden Endstück (32) mediumdicht abgeschlossen ist, und dass die Zentralöffnung (30) für die Durchführung der Ventilnadel (13) mit einer im Zentralloch (33) des Endstücks (32) mediumdicht festgesetzten, die Ventilnadel (13) führenden Gleitmuffe (35) realisiert ist, auf der das andere Balgende des Wellbalgs (34) befestigt ist.
  9. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (15) ein Wellbalg (34) ist, der mit einem Balgende im ventilnadelseitigen Angriffspunkt (18) des Rückstellelements (15) auf der Ventilnadel (13) mediumdicht befestigt ist, einen Stößel (44) umgibt, der eine Wirkverbindung zwischen der Ventilnadel (13) und dem in einem gegen das Medium abgedichteten Ventilraum (29) angeordneten piezoelektrischen Aktor (24) herstellt, und mit dem anderen Balgende eine für die Durchführung des Stößels (44) zum Aktor (14) vorhandene Zentralöffnung (30) des Ventilraums (29) mediumdicht umschließt.
  10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (44) am Aktor (14) und an dem in den Stößel (44) hineinragenden Ende der Ventilnadel (13) jeweils kraftschlüssig anliegt.
  11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagestellen zwischen Stößel (44) und Ventilnadel (13) einerseits und Stößel (44) und Aktor (14) andererseits als kardanische Lager ausgebildet sind.
  12. Ventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilraum (29) von einem in einem Ventilgehäuse (22) festgelegten Rohr (31) gebildet ist, dessen dem Düsenkörper (23) zugekehrtes Rohrende von einem in das Rohrende eingesetzten, ein Zentralloch (33) aufweisenden Endstück (32) mediumdicht abgeschlossen ist, und dass die Zentralöffnung (30) für die Ventilnadel (13) mit einer im Zentralloch (33) des Endstücks (32) mediumdicht festgesetzten, den Stößel (44) führenden Gleitmuffe (35) realisiert ist, auf der das andere Balgende des Wellbalgs (34) befestigt ist.
  13. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (32) einstückig an den Düsenkörper (23) angeformt ist.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104234900A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 浙江展途动力科技有限公司 喷孔轴针混合式直驱喷油器
DE102015217673A1 (de) 2015-09-15 2017-03-16 Continental Automotive Gmbh Einspritzvorrichtung zur Zumessung eines Fluids und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Einspritzvorrichtung
DE102016206473A1 (de) * 2016-04-18 2017-10-19 Robert Bosch Gmbh Steuerventil zur Steuerung eines Mediums, insbesondere eines Kraftstoffs
US10947880B2 (en) 2018-02-01 2021-03-16 Continental Powertrain USA, LLC Injector for reductant delivery unit having fluid volume reduction assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009026532A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil für ein Fluid

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2391808A (en) * 1942-08-19 1945-12-25 Continental Motors Corp Fuel atomizer
US4803393A (en) * 1986-07-31 1989-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator
US5031841A (en) * 1989-02-28 1991-07-16 Volkswagen Ag Metering valve, particularly fuel injection valve
DE19843570A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19854506C1 (de) * 1998-11-25 2000-04-20 Siemens Ag Dosiervorrichtung
DE19912665A1 (de) * 1999-03-20 2000-09-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
EP1046809B1 (de) * 1999-04-20 2005-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Fluiddosiervorrichtung
DE19962177A1 (de) 1999-12-22 2001-07-12 Siemens Ag Hydraulische Vorrichtung zum Übertragen einer Aktorbewegung
US6279842B1 (en) * 2000-02-29 2001-08-28 Rodi Power Systems, Inc. Magnetostrictively actuated fuel injector
DE10159750A1 (de) * 2001-12-05 2003-06-12 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10204655A1 (de) * 2002-02-05 2003-08-28 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US6749127B2 (en) * 2002-02-11 2004-06-15 Siemens Vdo Automotive Corporation Method of filling fluid in a thermal compensator
DE10226649A1 (de) * 2002-06-14 2004-01-08 Siemens Ag Dosiervorrichtung für Fluide, insbesondere Kraftfahrzeug-Einspritzventil
DE10310297A1 (de) * 2003-03-10 2004-09-23 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE10341810B4 (de) * 2003-09-10 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffeinspritzventils
DE102004024119B4 (de) * 2004-05-14 2006-04-20 Siemens Ag Düsenbaugruppe und Einspritzventil
DE102004044153A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-30 Siemens Ag Hubvorrichtung und Einspritzventil
DE102005025952B4 (de) * 2005-06-06 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Ventils
JP4438760B2 (ja) * 2005-06-10 2010-03-24 株式会社デンソー 燃料噴射弁
EP1995447B1 (de) 2007-05-24 2009-12-30 Continental Automotive GmbH Ventilanordnung für ein Einspritzventil und Einspritzventil
DE102009027528A1 (de) 2009-07-08 2011-01-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009026532A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil für ein Fluid

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